光谱仪是用来观察光源的光谱仪器。它将光源发射的电磁波分解为按一定次序排列的光谱。原子发射光谱分析根据接收光谱的方式不同，主要分为摄谱法和光电法，其中摄谱法目前应用较广。根据分光方式的不同，摄谱仪可分为棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪。

       1.棱镜摄谱仪：

　　

　　棱镜摄光谱仪的种类很多，根据棱镜色散能力大小的不同，可分为大、中、小型摄谱仪。根据所选用棱镜材料的不同，又可分为适用于可见光区的玻璃棱镜摄谱仪，适用于紫外区的石英棱镜摄谱仪，以及适用于远紫外区的萤石棱镜光电直读式光谱仪。目前在实际工作中较常使用的是中型石英棱镜摄谱仪。

　　

　　2、棱镜摄谱仪：主要由照明系统，准光系统，色散系统(棱镜)及投影系统(暗箱)四部分组成。

　　

　　a、照明系统由透镜L组成，透镜可分为单透镜及三透镜两类。为了使光源产生的光均匀照明于狭缝S,并使感光板上所得的谱线每一部分都很均匀，一般常采用三透镜照明系统。

　　

　　b、准光系统包括狭缝S及准光镜O1。其作用在于把光源辐射通过狭缝S的光，经过准光镜O1成平行光束照射到棱镜P上。色散系统可以由一个或多个棱镜组成。经过准光镜后O1所得的平行光束，照射通过棱镜P时，由于棱镜材料对不同波长的光折射率不同，因而产生色散现象。对可见光区，玻璃棱镜色散率较大；而对于紫外区，石英棱镜的色散率较大，同一棱镜，对短波长的光比对长波长的光色散大。

　　

　　c、投影系统包括暗箱物镜O1及感光板F。其作用是将经过色散后的单色光束，聚焦而形成按波长顺序排列的狭缝象——光谱。

　　

　　d、棱镜摄谱仪的光学特性，常从色散率、分辨率和集光本领三方面进行考虑。色散就是把不同波长的光分散开的能力，通常以线色散率的倒数dl/dl(nm/mm)来表示，即谱片上每一毫米的距离内相应的波长数(nm)。

　　

　　3、分辨率是指摄谱仪的光学系统能够正确分辨出紧邻两条谱线的能力。一般常用两条可以分辨开的光谱线波长的平均值l与其波长差△l之比值来表示，即R=l/△l。对于中型石英摄谱仪，常以能否分开Fe310.0666nm，Fe310.0304nm，Fe309.9971nm三条谱线来判断摄谱仪分辨率的好坏。

　　

　　R=l/△l=310.0nm/0.034nm≈9000

　　

　　即当仪器的分辨率＞9000时，才能清楚地分开Fe310.0nm附近的三条谱线。

　　

　　4、光栅摄谱仪光栅摄谱仪是利用衍射光栅作为色散元件，利用光的衍射现象进行分光。光栅可分为平面光栅和凹面光栅，凹面光栅常用于光电直读式光谱仪，而在摄谱仪中常用平面光栅。

　　

　　试样在光源激发后发射的光，经过三透镜照明系统由狭缝1经平面反射镜2折向球面反射镜下方的准直镜3，经3反射以平行光束投射到光栅4上，由光栅分光后的光束，经球面反射镜上方的成像物镜5，最后按波长排列聚焦于感光板6上。旋转光栅转台8改变光栅的入射角，便可改变所需的波段范围和光谱级次，7为二次衍射反射镜，衍射(由光栅4)到它表面上的光线被射回到光栅，被光栅再分光一次，然后再到成像物镜5，最后聚焦成像在一次衍射光谱下面5毫米处。这样经过两次衍射的光谱，其色散率和分辨率比一次衍射的大一倍。为了避免一次衍射光谱与二次衍射光谱相互干扰，在暗盒前设有光栏，可将一次衍射光谱滤掉。在不用二次衍射时，可在仪器板面上转动一手轮，使挡板将二次衍射反射镜挡住。

　　

　　衍射光栅是根据多缝衍射原理制造的色散元件。它由平行排列在光学面上的等距离等宽度的许多狭缝、刻槽(习惯上称刻线)或条纹组成。用于摄谱仪的平面光栅的刻线密度通常有600条/mm、1200/mm、1800/mm、2400/mm等。

　　

　　光栅摄谱仪的光学特性，可以从线色分散率、分辨率、闪耀特性三方面来考虑。

　　

　　在一般的反射光山中，由于在光栅衍射图中，没有色散的零级衍射主级大占去了衍射光强的大部分，随着主极大级次的增高光强很快地减弱。因此使用这种光栅进行分光的最大缺点是“一级衍射”较弱，“二级衍射”更弱。近代的反射光栅是采用定向闪耀的办法，吧辐射能集中到所要求的波长范围。这种光栅称为闪耀光栅。

　　

　　闪耀光栅的刻槽面与光栅平面成一定的角度，每一槽面都具有相同的反射角，沿着槽面的镜反射方向特别明亮，因而能把衍射光集中到某一光谱波段上。槽面法线与光栅法线的夹角称为闪耀角，其所对应的闪耀极大的波长称为闪耀波长。

　　

　　从这些光学特性可以看出，光栅摄谱仪比棱镜摄谱仪具有更高的色散率及分辨率；且应用的波段很宽(几纳米到几百微米)，而对于棱镜则很难找到在120.0nm以下和60um以上适用的材料。另外光栅分光的色散率基本上与波长无关，并且在闪耀波长处有较强的集光能力。因此，它更适用于一些光谱复杂的元素样品的分析。